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催化床层特性李冬丽
一、催化剂颗粒的直径和形状系数催化剂的形状多样，如球形、圆柱形、环状、片状、无定形等，其中以球形与圆柱形更为常见。球形颗粒可直接用直径来表示其大小，而非球形颗粒常用相当直径来表示其大小，其形状用形状系数来表示。
（1）体积相当直径（2）面积相当直径（3）比表面相当直径床层中，研究流体力学：体积相当直径；研究传热传质：面积相当直径。（式12-37）（式12-38）（式12-39）
床层催化剂颗粒的平均直径dp可用调和平均法计算得到式中xi－各种筛分粒径所占的质量分数；di－质量分数为xi的筛分颗粒的平均粒径，m。（4）平均直径即:（式12-43）
平均直径若用算术平均直径法计算，即在固定床和流化床的流体力学计算中，用调和平均直径较为符合实验数据。（式12-42）
（5）形状系数：反映非球形颗粒与球形颗粒的差异程度球形颗粒：，非球形颗粒：三种相当直径用形状系数联系起来：（式12-40）（式12-41）
[例]某圆柱形催化剂，直径d=5mm，高h=10mm。求该催化剂的相当直径及形状系数。解：对于圆柱体催化剂：其体积为：，面积为：则体积相当直径：
面积相当直径：比表面相当直径：形状系数：
二、床层空隙率及流速分布指颗粒间的自由体积与整个床层体积之比，可用下式直接计算：（式12-44）ρb—催化剂床层堆密度（单位体积催化剂床层具有的质量kg/m3）ρs—催化剂的表观密度（单位体积催化剂颗粒具有的质量kg/m3）
影响因素：催化剂：粒径，形状，表面粗糙度，充填方法，粒度分布，气流分布愈不均匀，要求D＞8dp以上。径向分布不均(存在壁效应)贴壁处：ε达最大；离壁(1~2)dp：ε也较大；床层中部：ε最小。
由于床层径向孔隙率分布不均，因此固定床中存在流速的不均匀分布。器壁对孔隙率分布的影响及由此造成对流动、传热和传质的影响，称为壁效应。
谢谢！
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